ES2579204B1 - Planta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo - Google Patents
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Abstract
La presente invención denominada "planta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo" consiste en la producción de frío a escala industrial con alta eficiencia utilizando el calor residual de compresión para alimentar un ciclo de absorción, el cual es utilizado para sub-enfriar el fluido refrigerante del ciclo de compresión después del condensador.
Description
PLANTA FRIGORíFICA DE CICLO COMBINADO DE COMPRESiÓN Y ABSORCiÓN
PARCIALMENTE ALIMENTADO CON CALOR RESIDUAL DEL COMPRESOR
MECÁNICO ALTERNATIVO
CAMPO TECNICO DE LA INVENCiÓN La presente invención pertenece al campo técnico de la refrigeración industrial por compresión de vapor del fluido refrigerante y al de la refrigeración industrial por absorción.
OBJETIVO DE LA INVENCiÓN El objetivo de la presente invención denominada "planta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo~ es la producción de frío a escala industrial con alta eficiencia utilizando el calor residual de compresión para alimentar un ciclo de absorción, mediante el cual se sub-enfría el fluido refrigerante después del condensador del ciclo frigorífico por compresión de vapor.
ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN Las plantas convencionales de refrigeración por compresión de vapor, utilizan la energía eléctrica para la realización de la fase de compresión de vapor mediante un compresor mecánico alternativo impulsado por un motor eléctrico. Las plantas convencionales de refrigeración por absorción, utilizan la energía térmica para la realización de este tipo de ciclos frigoríficos, incluyendo calor residual. El invento denominado Uplanta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico altemativo" se diferencia de los citados ciclos térmicos de refrigeración tanto por compresión como por absorción en que consiste en la combinación de dos ciclos frigoríficos convencionales en los que el calor residual del ciclo frigorlfico de compresión suministra calor al ciclo frigorífico de absorción, y el ciclo frigorífico de absorción sub-enfría el fluido de trabajo del ciclo de compresión antes de la válvula de expansión, 10 que redunda en un incremento significativo de eficiencia. En consecuencia no son conocidas plantas frigoríficas dotadas de ciclos combinados utilizando tales tecnologías en la industria del fria.
BREVE DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN
El invento denominado Mplanta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecanico alternativo" consiste en la combinación de dos ciclos frigoríficos convencionales:
- -
- ciclo frigorífico por compresión del fluido refrigerante
- -
- ciclo frigorífico de absorción alimentado con calor residual procedente de la descarga del compresor mecánico alternativo del ciclo frigorífico de compresión Ambos ciclos se hallan estructurados de manera que el fluido refrigerante del ciclo
frigorífico por compresión es sub-enfriado a la salida del condensador mediante el ciclo frigorífico de absorción, mientras el ciclo frigorífico por absorción opera parcialmente con calor residual obtenido de la descarga del compresor mecánico alternativo del ciclo frigorífico por compresión.
DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS
En esta sección se describen a modo ilustrativo y no limitativo, los componentes que constituyen la planta para facilitar la comprensión de la invención en donde se hace referencia a las siguientes figuras:
Figura 1. Estructura de la planta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo constituido por:
1 compresor mecánico alternativo de fluido refrigerante del ciclo de compresión 2 enfriador de refrigerante del ciclo de compresión 3 condensador de refrigerante del ciclo de compresión 4 planta de refrigeración de ciclo por absorción 5 evaporador del ciclo de absorción y sub-enfriador de refrigerante del ciclo de
compresión 6 válvula de expansión del cido de compresión 7 evaporador del ciclo de compresión
8 intercambiador de la fuente externa de calor del ciclo de absorción Figura 2. Estructura de la realización preferente de la planta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo, el cual se halla constituido por:
5 1 compresor mecánico alternativo de fluido refrigerante del ciclo de compresión
2 enfriador de refrigerante del ciclo de compresión 3 condensador de refrigerante del ciclo de compresión 4 planta de refrigeración de ciclo por absorción 5 evaporador del ciclo de absorción y sub-enfriador de refrigerante del ciclo de
10 compresión 6 válvula de expansión del ciclo de compresión 7 evaporador del ciclo de compresión 8 intercambiador de la fuente externa de calor del ciclo de absorción
9 fuente externa de calor procedente de combustibles fósiles
15 10 fuente externa de calor procedente del calor residual de media temperatura, que incluye el calor de los gases de escape de los motores de combustión interna 11 fuente externa de calor procedente de concentradores térmicos solares de media
temperatura. Figura 3. Estructura de la realización preferente de la planta frigorífica de ciclo 20 combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo, el cual se halla constituido por, mostrando en detalle el bloque (4) correspondiente a la planta de refrigeración de ciclo por absorción
DESCRIPCiÓN DETALLADA DE LA INVENCiÓN La "planta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativoM mostrado en las figuras 1, 2 Y 3 consiste en la combinación de dos ciclos frigoríficos convencionales conocidos como el cido frigorífico por compresión y el ciclo frigorífico de absorción, el
cual está alimentado con calor residual procedente de la descarga del compresor mecánico alternativo del ciclo frigorífico de compresión. La estructura del ciclo frigorífico combinado consta de todas las partes esenciales de
cada ciclo frigorífico convencional: ciclo de refrigeración por compresión de vapor y ciclo de refrigeración por absorción, cuya misión es la de aprovechar el calor residual del ciclo frigorífico de compresión mediante el enfriamiento del fluido refrigerante en estado de vapor del cido frigorífico antes del condensador y la misión de sub-enfriar el fluido refrigerante en estado liquido antes de la válvula de expansión para lograr un incremento significativo de la eficiencia. La planta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo, mostrada en las figuras 1, 2 Y 3 está constituida por:
a.-Un ciclo de refrigeración por compresión de vapor que consta de:
-compresor mecánico alternativo del fluido refrigerante (1)
-enfriador de refrigerante (2).
-condensador (3)
-evaporador del ciclo de absorción (5)
-válvula de expansión del ciclo de compresión (6)
-evaporador del ciclo de compresión (7)
b.-Una planta de refrigeración de ciclo por absorción (4).
c.-Intercambiador de la fuente externa de calor del ciclo de absorción (8)
d.-fuente externa de calor del ciclo de absorción que consta de:
-fuente externa de calor procedente de combustibles fósiles (9)
-fuente externa de calor procedente del calor residual (10) de media temperatura, que
incluye el calor de los gases de escape de los motores de combustión interna.
- -
- fuente externa de calor procedente de concentradores térmicos solares (11) de media temperatura .
El procedimiento de operación del ciclo frigorifico combinado de compresión y absorción, parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico 5 alternativo funciona como dos ciclos térmicos frigoríficos independientes estructuralmente acoplados, en donde el compresor mecánico alternativo aspira vapor del fluido refrigerante a baja temperatura procedente del evaporador (7), y lo transfiere al condensador (3) a Iravés del enfriador (2), el cual, además de enfriar el fluido refrigerante del ciclo de compresión, captura calor para alimentar parcialmente a la
10 planta de absorción (4).
El condensador (3) condensa el fluido refrigerante, provocando el cambio de estado de gas a liquido. De aquí pasa a la válvula de expansión (6) a través del evaporador del ciclo de absorción (5), el cual opera como sub-enfriador de refrigerante liquido del ciclo de compresión antes de la válvula de expansión (6).
15 El calor absorbido por el fluido de trabajo del ciclo de absorción en el enfriador (2), es añadido al calor del intercambiador de la fuente externa de calor del ciclo de absorción
(8) cuya misión es complementar la demanda de calor de la planta de refrigeración por absorción (4).
DESCRIPCiÓN DE UNA REALIZACiÓN PREFERENTE DE LA INVENCiÓN
El invento denominado ~planta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo~ mostrado en las figuras 2 y 3 consiste en la combinación de dos ciclos frigoríficos convencionales conocidos como el ciclo frigorífico por compresión y el ciclo frigorífico de absorción, el cual está alimentado con calor residual procedente de la descarga del compresor mecánico alternativo del ciclo frigorífico de compresión.
La estructura del ciclo frigorífico combinado consta de todas las partes esenciales de cada ciclo frigorífico convencional: ciclo de refrigeración por compresión de vapor y ciclo de refrigeración por absorción, cuya misión es la de aprovechar el calor residual del ciclo frigorífico de compresión mediante el enfriamiento del fluido refrigerante en estado de vapor del ciclo frigorífico antes del condensador y la misión de sub-enfriar el fluido refrigerante en estado líquido antes de la válvula de expansión para lograr un incremento significativo de la eficiencia.
Los componentes del ciclo frigorífico combinado Objeto del invento son los siguientes:
- -
- compresor mecánico alternativo de fluido refrigerante (1) del ciclo de compresión, el cual aspira el vapor de gas refrigerante del evaporador (7) a baja temperatura y lo comprime siendo transferido hacia el condensador (3) a través del enfriador de refrigerante (2).
- -
- enfriador de refrigerante del ciclo de compresión (2), cuya misión es la captura de cierta cantidad de calor residual para alimentar parcialmente la planta de refrigeración de ciclo de absorción (4).
- -
- condensador de refrigerante (3) del ciclo de compresión.
- -
- planta de refrigeración de ciclo por absorción (4).
- -
- evaporador del ciclo de absorción (5) el cual opera como sub-enfriador de refrigerante líquido del ciclo de compresión antes de la válvula de expansión (6).
- -
- válvula de expansión (6) del ciclo de compresión
- -
- evaporador del ciclo de compresión (7)
- -
- intercambiador de la fuente externa de calor del cido de absorción (8) cuya misión es complementar la demanda de calor de la planta de refrigeración por absorción.
El procedimiento de operación del ciclo frigorífico combinado de compresión y absorción, parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo funciona como dos ciclos térmicos frigoríficos independientes estructuralmente acoplados, en donde el compresor mecánico alternativo aspira vapor
5 del fluido refrigerante a baja temperatura procedente del evaporador (7), y lo transfiere al condensador (3) a través del enfriador (2), el cual, además de enfriar el fluido refrigerante del ciclo de compresión, captura calor para alimentar parcialmente a la planta de absorción (4).
El condensador (3) condensa el fluido refrigerante, provocando el cambio de estado de
10 gas a líquido. De aquí pasa a la válvula de expansión (6) a través del evaporador del ciclo de absorción (5), el cual opera como sub-enfriador de refrigerante líquido del ciclo de compresión antes de la válvula de expansión (6). El calor absorbido por el fluido de trabajo del ciclo de absorción en el enfriador (2), es añadido al calor del intercambiador de la fuente externa de calor del ciclo de absorción
15 (8) cuya misión es complementar la demanda de calor de la planta de refrigeración por absorción (4). El calor proporcionado por el intercambiador de la fuente externa (8) a la planta frigorífica de ciclo de absorción es suministrado opcionalmente de las siguientes fuentes:
20 -fuente externa de calor procedente de combustibles fósiles (9)
- -
- fuente externa de calor procedente del calor residual (10) de media temperatura, que incluye el calor de los gases de escape de los motores de combustión interna.
- -
- fuente externa de calor procedente de concentradores térmicos solares (11) de media temperatura .
Claims (1)
- REIVINDICACIONES1a. Planta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo, constituida por: a.-Un ciclo de refrigeración por compresión de vapor compuesto por -compresor mecánico alternativo del fluido refrigerante (1) -enfriador de refrigerante (2). -condensador (3) -evaporador del ciclo de absorción (5) -válvula de expansión del ciclo de compresión (6) -evaporador del ciclo de compresión (7) b.--planta de refrigeración de ciclo por absorción (4). C.-intercambiador de la fuente externa de calor del ciclo de absorción (8) d.-fuente externa de calor del ciclo de absorción compuesto por:-fuente externa de calor procedente de combustibles fósiles (9) -fuente externa de calor procedente del calor residual (10) de media temperatura, que incluye el calor de los gases de escape de los motores de combustión interna.-fuente externa de calor procedente de concentradores ténnicos solares (11) de mediatemperatura2a. El procedimiento de operación de la planta frigorífica de ciclo combinado de compresión y absorción parcialmente alimentado con calor residual del compresor mecánico alternativo, según reivindicación 1a, el cual consiste en dos ciclos térmicos frigoríficos independientes estructuralmente acoplados, en donde el compresor mecánico alternativo (1) aspira vapor del fluido refrigerante a baja temperatura procedente del evaporador (7), y lo transfiere al condensador (3) a través del enfriador (2), el cual además de enfriar el fluido refrigerante, captura calor para alimentar parcialmente a la planta de absorción (4).El condensador (3) condensa el fluido refrigerante, provocando el cambio de estado de gas a liquido. De aquí pasa a la válvula de expansión (6) a través del evaporador del ciclo de absorción (5), el cual opera como sub-enfriador de refrigerante líquido del ciclo de compresión antes de la válvula de expansión (6).El calor absorbido por el fluido calefactor de la planta de absorción en el enfriador (2), es añadido al calor del intercarnbiador de la fuente externa de calor del ciclo de absorción (8) cuya misión es asistir y complementar la demanda de calor de la planta de refrigeración por absorción (4), donde el calor proporcionado por el intercambiador5 de la fuente externa (8) a la planta frigorífica de ciclo de absorción es suministrado opcionalmente de las siguientes fuentes:
- -
- fuente externa de calor procedente de combustibles fósiles (9)
- -
- fuente externa de calor procedente del calor residual (10) de media temperatura, que incluye el calor de los gases de escape de los motores de combustión interna.
10 -fuente externa de calor procedente de concentradores térmicos solares (11) de media temperatura.
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| ES2579204A1 ES2579204A1 (es) | 2016-08-08 |
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| US4171619A (en) * | 1978-03-16 | 1979-10-23 | Clark Silas W | Compressor assisted absorption refrigeration system |
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| JP2000274875A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Tokyo Gas Co Ltd | 複合式冷房システム及び複合式冷房方法 |
| CN102463027A (zh) * | 2010-11-15 | 2012-05-23 | 谢逢华 | 利用自身热量和空气制冷的干燥空压机 |
-
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- 2015-02-06 ES ES201500104A patent/ES2579204B1/es active Active
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